Aluminiuma eta Kobreko Bobinak Transformator Elektrikoetan: Kosu eta Prestazioen Konparaketa

Gaur artean kopurua altu geratzen da, tono bakoitzeko 70.000tik 80.000 yuan bitartean doalduko duela. Berriz, aluminioaren prezioa baxu geratzen da, tono bakoitzeko 18.000tik 20.000 yuan bitartean dagoelarik. Indar elektrikoaren transformatorietarako, diseinuan kobreko bobinak aluminiokoekin ordeztuz, produktuen material kostua handitan murriztu egingo da, amaieran behera gehieneko kostuak eskaintzeko.

Denbora luzez, industrian errazki onartuta izan da aluminioko bobinak erabil daitezkeela 35kV eta azpiko tenperatura mailako indar elektrikoaren transformatoretan bakarrik. Benetan, hau oso osoen kontzeptu zehatz bat da. Zehazki, aluminioko bobinak ahalmen handiagoa dituzte erabil daitezkeenean tenperatura handiko indar elektrikoaren transformatoretan. Benetako mugatzaile nagusia aluminio konduktoreen iragaskotasuna gertatzen dela 70MPa inguru, hainbat kasutan transformatoren bobinen trinkadura laburbilketarako ahalmen gutxi edo inongoa ematen duela da.

1. Gaur egungo egoera eta estandarroak
1.1 Aluminioko bobinen transformatoren egoera

Herrialde askotan, aluminioko bobinen transformatorek banaketa transformatoretan zabaltasunez erabiltzen dira, eta nortasun transformatoretan aplikazio gutxi batzuk dituzte. Txinan, alaminio bobinek banaketa transformatoretan erabili izan dira, baina 110kVtik 1000kVra bitarteko tenperatura mailako nortasun transformatoretan ez dira oraindik legaloki aplikatu.

1.2 Aluminioko bobinen transformatorei buruzko estandarroak

Internazional estandar IEC eta herrialdeko estandar GB espresuki onartzen dute indar elektrikoaren transformatorek kobre edo aluminio erabil ditzakeela bobinen material gisa. Gehiago, Energiako Administrazio Nazionalak 2016ko urtarrilaren hasieran aluminioko bobinen transformatorei buruzko industriako estandarak argitaratu zituen, hala nola  6kV～35kV Ur-zuriuneen Aluminio Bobinen Banaketa Transformatorei Buruzko Tekniko Parametroak eta Eskerak eta 6kV～35kV Ez-ur-zuriuneen Aluminio Bobinen Transformatorei Buruzko Tekniko Parametroak eta Eskerak. Honek oso adierazgarri adierazten du, estandaroen armenetik ikusten, aluminioko bobinen transformatoren erabilera legalkoa dela.

2. Kostu-konparazio Kuantitatiboa

Diseinu arruntaren esperientziaren arabera, transformatoren prestazio parametroak (hala nola, kargarik gabeko galera, karga-galera, laburbilketa trinkadura, laburbilketa trinkaduraren margina, etab.) berdinak mantentzen direnean, uneko materialen prezioetan (kopuren prezioa tono bakoitzeko 70.000 yuan inguru, eta aluminio barren prezioa tono bakoitzeko 20.000 yuangatik), aluminioko bobinen transformatorek kobrekoekiko material nagusiaren kostua 20% baino gehiago murriztu dezake.

Hurrengo adibide bat SZ20-50000/110-NX2 indar elektrikoaren transformatorerako.

Goiko konparazio emaitzetatik ikusten da, prestazio parametro bereberen arabera, 50MVA/110kV bi-bobinen bigarren mailako energia efiziente indar elektrikoaren transformatorerako, aluminioko bobinen kostua kobrekoekiko 23,5% txikiagoa da, eta kostu murrizketa eragina oso handia da.

Prestazioen Konparazio Kualitatiboa

Indar elektrikoaren transformatorei buruzko aluminioko bobinen eta kobreko bobinen prestazio nagusiak honela sailkatzen dira:

3.1 Kargarik gabeko galera

Aluminio bobinen transformatoreko hierroaren tamaina handiagoa da. Kargarik gabeko galera berdina lortzeko, magnetismo-dentsitatea edo hierroaren diametroa apropos murriztuz edo unitateko galera txikiagoa duten silizio-hierro-oroketa hautatuz lortu daiteke.

3.2 Karga-galera

Aluminio konduktoreen resistentsia elektroia koprekoetakoaren 1,63 aldizkoa da. Beraz, karga-galera berdina lortzeko, aluminio bobinen konduktoreen korronte-dentsitatea orokorrean murriztu behar da.

3.3 Laburbilketa trinkaduraren ahalmena

Laburbilketa trinkadura arrunt eta 100MVA azpitik dagoen kapasitate finkoaren baldintzetan, diseinua zuzena bada, aluminioko bobinen transformatorrek ere ahalmen laburbilketa trinkadura nahikoa izan dezakete. Aldiz, transformatorraren kapasitate finkoa 100MVA baino handiagoa edo trinkadura oso baxua bada, aluminioko bobinen transformatorrek laburbilketa trinkaduraren ahalmen gutxi edo inongoa agertu dezakete.

3.4 Aislamendu-margina

Aluminio konduktoreen neurri handiagoa eta kurba-radius handiagoa delako, aluminio bobinek koprekoekiko elektrika-eremu homogeneoagoa lortuko dute. Bobinen aislamendu nagusia eta ur-zerrenda zatiketa berdinetan, aislamendu-margina handiagoa izango da. Bobinen aislamendu longitudinalaren arabera, aluminio konduktoreen neurri handiak inter-turn capacitance handiagoa ematen dio, hura ere oso lagungarria da iturburuei banatzeko. Hau da aluminio bobinek tenperatura handiko transformatorentzat oso egokia direlarik oinarritutako printzipio osoa.

3.5 Tenperatura gorrispen maila

Aluminio konduktoreen neurri handiago delako, aluminioko bobinen transformatorek koprekoekiko isilpe-txanpon handiagoa izango dute. Bero-iturburu berdinen armenetik, kobre-ur tenperatura gorrispen txikiagoa lortuko da. Gehiago, aluminio konduktoreen gaineko efektua koprekoetakoaren baino txikiagoa denez, turbulenziak txikiagoak izango dira, aluminio bobinek tenperatura puntu-altu txikiagoa izango dute.

3.6 Gainbegiratzea eta Erabilitza-era

Bobinen gaineko efektu gutxiago eta tenperatura puntu-altu txikiago delako, alaminioko bobinen transformatorek erabilitza-era luzeagoa eta gainbegiratze ahalmen handiagoa izango dute baldintza berdinetan.

4 Laburpena

Prestazio parametro berdinetan, uneko kopreko eta aluminioko prezioetan, aluminioko bobinen indar elektrikoaren transformatorek koprekoekiko kostuak 20% baino gehiago murriztu ditzakete. Teknikoki adierazita, laburbilketa trinkadura ahalmena izan ezik, aluminioko bobinen indar elektrikoaren transformatorek prestazio orokorrari dagokionez, koprekoekiko ahalmen handiena duzula esan beharra dago.

Ondoren, aluminioko bobinen indar elektrikoaren transformatoren erabilera mugatua ez da tenperatura handian, baizik eta kapasitate handian kokatzen. Ondorioz, aluminio konduktoreen iragaskotasuna naturrean gutxiago da, horrela kapasitate handiko edo trinkadura baxuko indar elektrikoaren transformatorei buruzko laburbilketa trinkadura ahalmena betetzeko zailtasunak sortzen ditu. Aluminio aleazioaren konduktoreen agerpena, zehazki, arazo hau ebazteko saiakera da.

Baina, indar elektrikoaren transformatoren laburbilketa trinkadura handitzeak arazo hau azkar ebaz ditzake. Transformatoren laburbilketa trinkadura handitu ondoren, laburbilketa trinkadura korrontea murriztu egingo da. Horrela, kapasitate handiko (adibidez, 180MVA baino gehiago) indar elektrikoaren transformatoretan, aluminioko bobinen laburbilketa trinkadura ahalmena ez da arazo handia izango.